2.) Transductores y acondicionadores de señal

TRANSDUCTORES

1. DEFINICIONES. CLASIFICACION.

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida. El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza (p.e. electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa), aunque no necesariamente la dirección de lamisma. Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina, en la agricultura, en robótica, en aeronáutica, etc. para obtener la información de entornos físicos y químicos y conseguir (a partir de esta información) señales o impulsos eléctricos o viceversa. Los transductores siempre consumen algo de energía por lo que la señal medida resulta debilitada.
Un transductor es,simplemente, un dispositivo que proporciona una salida utilizable en respuesta a una magnitud física, propiedad o condición específica que se desea medir. Generalmente se trata de un dispositivo utilizado para convertir un fenómeno físico en una señal eléctrica.
Los transductores se conocen con nombres diferentes en las distintas disciplinas técnicas: sensores (de presión, de fuerza, de temperatura),detectores, galgas, captadores, sondas, etc.

En el caso de los transductores que proporcionan como salida una señal eléctrica, se pueden distinguir genéricamente las siguientes partes:
- sensor (o sonda), en contacto con la magnitud física.
- mecanismos auxiliares.
- captador, que proporciona una cierta señal eléctrica.
- preamplificador o acondicionador de la señal.

La descripción de untransductor se basa generalmente en la mayoría o todas de las consideraciones siguientes:

1) ¿Qué se intenta medir? (magnitud).
2) ¿Cuál es el principio operativo de la porción eléctrica del transductor con en el que se origina la salida? (principio de transducción).
3) ¿Qué elemento del transductor responde directamente a la magnitud que se mide? (elemento-sensor).
4) ¿Qué prestaciones oventajas especiales se incorporan en el transductor?
5) ¿Cuáles son sus principales características?
- rango de operación.
- sensibilidad.
- compatibilidad ambiental: temperatura, presiones, tamaño, restricciones de montaje...
- robustez.
- características eléctricas de la señal de salida.

Clasificación de los transductores:

Los transductores se pueden clasificar según su aplicación,método de conversión de energía, naturaleza de la señal de salida etc.
A partir de la descripción anterior surge una primera clasificación de los transductores: según el método de transducción o según la variable que son capaces de medir. A nivel introductorio, parece más apropiada una clasificación atendiendo al primero de los criterios.
El grupo más importante de transductores es quizás el deparámetro variable, que se caracterizan por proporcionar una salida relacionada con la variación de un determinado parámetro eléctrico pasivo, originada a su vez por la variación del fenómeno físico que se desea medir. Son de gran robustez y simplicidad de construcción.

Por otra parte podemos definir los transductores llamados activos o autogeneradores, que son aquéllos que producen una señaleléctrica (sin necesidad de alimentación externa) cuando son estimulados por alguna forma física de energía: electromagnéticos, piezoeléctricos, fotovoltaicos, termoeléctricos.
Aquéllos que necesitan de algún elemento adicional en la transducción, son los transductores pasivos.

2. TRANSDUCTORES DE PARAMETRO VARIABLE.

2.1. CAPACITIVOS: convierten un cambio de la magnitud a medir en un cambio decapacidad.
Dado que la capacidad de un condensador de placas paralelas es aproximadamente proporcional a (ε . A)/d, variando cualquiera de estas cantidades se obtiene un cambio en la capacidad: por tanto, puede ocasionarse por el movimiento de uno de los electrodos, acercándose o alejándose del otro (variación de "d"); por la variación del área de las placas ("A") o por cambio del dieléctrico...